JP2009204287A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機の中間圧の圧縮室に冷媒を注入するインジェクション通路を備える冷凍装置において、インジェクション通路を通じて各圧縮機の中間圧の圧縮室へ注入される冷媒の圧力調節の自由度を向上させる。
【解決手段】圧縮機構（40）が少なくとも２台の圧縮機（14）を備える冷凍装置（1）において、２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ冷媒を注入するためのインジェクション通路（28〜30）を設ける。インジェクション通路（28〜30）は、２台のうち一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第１減圧手段（66）が設けられて一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第１注入通路（28）と、２台のうち他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第２減圧手段（67）が設けられて他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第２注入通路（29）とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、圧縮機の中間圧の圧縮室に冷媒を注入するインジェクション通路を備える冷凍装置に関するものである。

従来より、圧縮機の中間圧の圧縮室に冷媒を注入するインジェクション通路を備える冷凍装置が知られている。特許文献１には、この種の冷凍装置として、庫内を冷却するための冷凍装置が開示されている。

具体的に、特許文献１の冷凍装置では、圧縮機構が３台の圧縮機により構成されている。圧縮機構の各圧縮機には、中間圧の圧縮室に冷媒を注入するための液インジェクション管がそれぞれ接続されている。液インジェクション管には、第１庫外膨張弁が設けられている。液インジェクション管では、圧縮機構の各圧縮機に対する分岐点の上流に第１庫外膨張弁が設けられている。各圧縮機の中間圧の圧縮室には、第１庫外膨張弁で減圧された中間圧の冷媒が注入される。この冷凍装置では、各圧縮機の中間圧の圧縮室へ注入される冷媒の圧力が等しくなる。
特開２００７−１７８０５２号公報

ところで、圧縮機の中間圧の圧縮室に冷媒を注入するインジェクション通路を備える冷凍装置では、圧縮機構を構成する２台の圧縮機の間で、インジェクション通路に連通する中間圧の圧縮室の内圧が相違する場合がある。他方、圧縮機構の各圧縮機では、インジェクション通路を通じて注入する冷媒の圧力の方が、中間圧の圧縮室の内圧よりも高くなければならない。このような場合に、従来の冷凍装置では、各圧縮機の中間圧の圧縮室へ注入される冷媒の圧力が等しくなるので、各圧縮機の中間圧の圧縮室へ注入される冷媒の圧力を、内圧が最も高い中間圧の圧縮室の内圧以上にする必要があり、各圧縮機の中間圧の圧縮室へ注入される冷媒の圧力調節を自由に行うことができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧縮機の中間圧の圧縮室に冷媒を注入するインジェクション通路を備える冷凍装置において、インジェクション通路を通じて各圧縮機の中間圧の圧縮室へ注入される冷媒の圧力調節の自由度を向上させることにある。

第１の発明は、圧縮機構（40）、及び利用側熱交換器（54,64）が設けられた冷媒回路（4）を備え、上記冷媒回路（4）において上記利用側熱交換器（54,64）が蒸発器として動作する冷却運転を行う冷凍装置を対象とする。そして、この冷凍装置の圧縮機構（40）は、少なくとも２台の圧縮機（14）を備える一方、上記冷媒回路（4）には、上記２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ冷媒を注入するためのインジェクション通路（28〜30）が設けられ、上記インジェクション通路（28〜30）は、上記２台の圧縮機（14）の一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第１減圧手段（66）が設けられて該一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第１注入通路（28）と、上記２台の圧縮機（14）の他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第２減圧手段（67）が設けられて該他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第２注入通路（29）とを備えている。

第１の発明では、２台の圧縮機（14）の一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒が、第１注入通路（28）の第１減圧手段（66）によって減圧される。他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒が、第２注入通路（29）の第２減圧手段（67）によって減圧される。つまり、上記２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）の各々に注入される冷媒は、別々の減圧手段（66,67）によって減圧される。なお、本願明細書において、中間圧の圧縮室（73）とは、インジェクション通路（28〜30）に連通する圧縮室である。中間圧の圧縮室（73）には、圧縮行程の途中の冷媒が存在している。

第２の発明は、上記第１の発明において、上上記冷媒回路（4）には、上記利用側熱交換器（54,64）として、上記第１利用側熱交換器（54）及び上記第２利用側熱交換器（64）が設けられ、上記冷却運転では、上記第２利用側熱交換器（64）における冷媒の蒸発温度が上記第１利用側熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度よりも低い温度に設定され、上記圧縮機構（40）では、上記２台の圧縮機（14）のうち一方の圧縮機（14）が上記第１利用側熱交換器（54）で蒸発した冷媒を吸入する高温用圧縮機（14b,14c）を構成し、他方の圧縮機（14）が上記第２利用側熱交換器（64）で蒸発した冷媒を吸入する低温用圧縮機（14a,14b）を構成すると共に、該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に上記第１注入通路（28）が連通し、該低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に上記第２注入通路（29）が連通する一方、上記冷却運転の際に、上記第２減圧手段（67）で減圧された冷媒の方が上記第１減圧手段（66）で減圧された冷媒よりも圧力が低くなるように、該第１減圧手段（66）及び該第２減圧手段（67）を制御する制御手段（110）を備えている。

第２の発明では、冷却運転の際に、第２減圧手段（67）で減圧された冷媒の方が第１減圧手段（66）で減圧された冷媒よりも圧力が低くなる。このため、第２注入通路（29）に連通する低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力が、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒の圧力が等しくなる従来の冷凍装置に比べて低くなる。

第３の発明は、上記第２の発明において、上記インジェクション通路（28〜30）では、上記第１減圧手段（66）が上記高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧するように、上記第２減圧手段（67）が上記低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧するように配置されている。

第３の発明では、第１減圧手段（66）が高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧し、第２減圧手段（67）が低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧する。このため、例えば、第１減圧手段（66）が高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒と低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の両方を減圧する場合（例えば図２に示すような場合）のように、第２減圧手段（67）で減圧後の冷媒の圧力が、第１減圧手段（66）で減圧後の冷媒の圧力の変化に応じて変動することがない。従って、高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力及び低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力は、第１減圧手段（66）及び第２減圧手段（67）の各々によって互いに独立して調節される。

第４の発明は、上記第２又は第３の発明において、上記冷媒回路（4）には、上記冷却運転の際に高圧冷媒を冷却する放熱器として動作する熱源側熱交換器（15）と、該冷却運転の際に該熱源側熱交換器（15）から上記第２利用側熱交換器（64）へ向かう冷媒が流通する第１通路（24,25）とが設けられる一方、上記第１通路（24,25）には、上記第２注入通路（29）における上記第２減圧手段（67）の下流の冷媒によって該第１通路（24,25）の冷媒を冷却する第１冷却熱交換器（17）が設けられている。

第４の発明では、第１通路（24,25）を通じて第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１冷却熱交換器（17）において、第２注入通路（29）における第２減圧手段（67）の下流の冷媒によって冷却される。つまり、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒は、低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒との熱交換によって冷却される。

第５の発明は、上記第４の発明において、上記第１通路（24,25）には、上記第１冷却熱交換器（17）に対して直列に、上記第１注入通路（28）における上記第１減圧手段（66）の下流の冷媒によって該第１通路（24,25）の冷媒を冷却する第２冷却熱交換器（18）が設けられている。

第５の発明では、第１通路（24,25）を通じて第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１冷却熱交換器（17）だけでなく、第２冷却熱交換器（18）でも冷却される。第２冷却熱交換器（18）では、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１注入通路（28）における第１減圧手段（66）の下流の冷媒との熱交換によって冷却される。

第６の発明は、上記第５の発明において、上記第１通路（24,25）では、上記第２冷却熱交換器（18）の方が上記第１冷却熱交換器（17）よりも上記熱源側熱交換器（15）側に配置されている。

第６の発明では、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第２冷却熱交換器（18）、第１冷却熱交換器（17）の順番に流通する。第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒は、第１注入通路（28）における第１減圧手段（66）の下流の冷媒と熱交換を行った後に、第２注入通路（29）における第２減圧手段（67）の下流の冷媒と熱交換を行う。高温用圧縮機（14b,14c）に注入される第１減圧手段（66）の下流の冷媒は、低温用圧縮機（14a,14b）に注入される第２減圧手段（67）の下流の冷媒に比べて、圧力及び温度が高い。この第６の発明では、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、温度の高い方の冷媒から順番に熱交換を行う。

第７の発明は、上記第４乃至第６の何れか１つの発明において、上記第１通路（24,25）における上記熱源側熱交換器（15）と上記第１冷却熱交換器（17）との間からは、上記第１利用側熱交換器（54）へ向かう冷媒が流通する第２通路（26）が分岐している。

第７の発明では、熱源側熱交換器（15）から第１利用側熱交換器（54）へ向かう冷媒が、第１冷却熱交換器（17）の手前で第２利用側熱交換器（64）へ向かう冷媒から分かれる。このため、第１冷却熱交換器（17）では、第１利用側熱交換器（54）及び第２利用側熱交換器（64）のうち蒸発温度が低い方の第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒だけが冷却される。

第８の発明は、第２の発明において、上記冷媒回路（4）には、上記高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側の連通先を上記第１利用側熱交換器（54）から上記第２利用側熱交換器（64）へ切り換えるための第１切換手段（33）と、該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の連通先を第１注入通路（28）から第２注入通路（29）へ切り換えるための第２切換手段（34）とが設けられ、上記第１切換手段（33）によって上記高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側が上記第１利用側熱交換器（54）に連通する状態に設定されている場合には上記第２切換手段（34）によって該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）が上記第１注入通路（28）に連通する状態に設定され、該第１切換手段（33）によって該高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側が上記第２利用側熱交換器（64）に連通する状態に設定されている場合には該第２切換手段（34）によって該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）が上記第２注入通路（29）に連通する状態に設定される。

第８の発明では、高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側の連通先が、第１切換手段（33）によって第１利用側熱交換器（54）と第２利用側熱交換器（64）の間で切り換えられる。つまり、高温用圧縮機（14b,14c）が、低温用の圧縮機としても使用される。そして、高温用圧縮機（14b,14c）が低温用の圧縮機として使用される場合には、その高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）が、第２注入通路（29）に連通する状態に設定される。つまり、高温用圧縮機（14b,14c）が低温用の圧縮機として使用される場合には、第１注入通路（28）における第１減圧手段（66）の下流の冷媒よりも低い圧力に減圧された冷媒が注入される。

本発明によれば、上記２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）の各々に注入される冷媒が、別々の減圧手段（66,67）によって減圧されるようにしている。従って、２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）の各々へ注入される冷媒の圧力が両方とも、内圧が高い方の中間圧の圧縮室（73）の内圧に拘束されることはない。２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）の各々へ注入される冷媒の圧力は、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に合わせて調節することができる。従って、インジェクション通路（28〜30）を通じて各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒の圧力調節の自由度を向上させることができる。

また、上記第２の発明によれば、低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力が、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入する冷媒の圧力が等しくなる従来の冷凍装置に比べて低くなるようにしている。このため、低温用圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度を効果的に抑制することができる。

また、上記第３の発明では、高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力及び低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力が、第１減圧手段（66）及び第２減圧手段（67）の各々によって互いに独立して調節されるようにしている。このため、高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力を調節する場合には第１減圧手段（66）だけを調節すればよく、低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力を調節する場合には第２減圧手段（67）だけを調節すればよいので、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力調節を容易に行うことができる。

また、上記第４の発明では、第１通路（24,25）に設けられた第１冷却熱交換器（17）において、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒との熱交換によって冷却されるようにしている。ここで、上記第２の発明によれば、上述したように、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入する冷媒の圧力が等しくなる従来の冷凍装置に比べて、低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒の圧力を低下させることが可能である。従って、上記のような場合に比べて、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒を低い温度の冷媒と熱交換させることが可能であり、低温の冷媒を第２利用側熱交換器（64）に供給することができる。従って、第２利用側熱交換器（64）における冷却能力を高めることができる。

また、上記第５の発明では、第１冷却熱交換器（17）に対して直列に第２冷却熱交換器（18）を設けることで、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１冷却熱交換器（17）だけでなく、第２冷却熱交換器（18）でも冷却されるようにしている。従って、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒の温度をさらに低下させることができるので、第２利用側熱交換器（64）における冷却能力をさらに高めることができる。

また、上記第６の発明では、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１減圧手段（66）の下流の冷媒及び第２減圧手段（67）の下流の冷媒のうち温度の高い方の冷媒から順番に熱交換を行う。このため、第１冷却熱交換器（17）及び第２冷却熱交換器（18）の両方で、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷却される側の冷媒と、減圧手段（66,67）で減圧された後の冷却する側の冷媒との間に、比較的大きな温度差を確保することができる。従って、第１冷却熱交換器（17）及び第２冷却熱交換器（18）の全体における熱交換効率が向上するので、第２利用側熱交換器（64）へ供給する冷媒の温度をさらに低下させることができ、第２利用側熱交換器（64）における冷却能力を高めることができる。

また、上記第７の発明では、第１冷却熱交換器（17）において、第１利用側熱交換器（54）及び第２利用側熱交換器（64）のうち蒸発温度が低い方の第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒だけが冷却されるようにしている。ここで、第１利用側熱交換器（54）及び第２利用側熱交換器（64）の両方へ供給される冷媒が第１冷却熱交換器（17）で冷却される場合には、第１利用側熱交換器（54）に供給される冷媒の温度と、第２利用側熱交換器（64）に供給される冷媒の温度とが概ね等しくなる。このような場合、第１利用側熱交換器（54）に供給される冷媒の温度は、第１利用側熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度よりも高くする必要があるので、自ずと第２利用側熱交換器（64）に供給される冷媒の温度も、第１利用側熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度よりも高くなる。つまり、第１冷却熱交換器（17）で冷却された後の冷媒の温度は、蒸発温度が高い方の第１利用側熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度に合わせた温度にせざるを得ない。従って、蒸発温度が低い方の第２利用側熱交換器（64）に対して十分に低い温度にまで冷媒を冷却することができなかった。

これに対して、この第７の発明では、蒸発温度が高い方の第１利用側熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度に関係なく、第１冷却熱交換器（17）によって第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒が冷却される。従って、第２利用側熱交換器（64）へ供給される冷媒の温度を低下させることができるので、第２利用側熱交換器（64）における冷却能力を向上させることができ、冷凍装置の運転効率を向上させることができる。

また、上記第８の発明では、高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の連通先を第１注入通路（28）から第２注入通路（29）へ切り換えるための第２切換手段（34）を設けることで、高温用圧縮機（14b,14c）が低温用の圧縮機として使用される場合には、第１注入通路（28）における第１減圧手段（66）の下流の冷媒よりも低い圧力に減圧された冷媒が注入されるようにしている。従って、高温用圧縮機（14b,14c）が低温用の圧縮機として使用される場合には、その高温用圧縮機（14b,14c）に比較的温度が低い冷媒が注入されるので、その高温用圧縮機（14b,14c）の吐出冷媒の温度を効果的に抑制することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態は、本発明に係る冷凍装置（1）である。冷凍装置（1）は、例えばコンビニエンスストアに設けられる。冷凍装置（1）は、図１に示すように、室外に設置される庫外ユニット（10）と、店内空間を空調する室内ユニット（50）と、庫内を冷却する２台の庫内ユニット（60a,60b）と、ブースタユニット（80）とを備えている。２台の庫内ユニット（60a,60b）は、冷蔵ユニット（60a）と冷凍ユニット（60b）とから構成されている。

庫外ユニット（10）には庫外回路（11）が、室内ユニット（50）には室内回路（52）が、冷蔵ユニット（60a）には第１庫内回路（61a）が、冷凍ユニット（60b）には第２庫内回路（61b）が、ブースタユニット（80）にはブースタ回路（81）がそれぞれ設けられている。この冷凍装置（1）では、庫外回路（11）、室内回路（52）、第１庫内回路（61a）、第２庫内回路（61b）、及びブースタ回路（81）を４本の連絡配管（2a,2b,3a,3b）で接続することによって、蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（4）が構成されている。第１庫内回路（61a）と第２庫内回路（61b）は並列に接続されている。また、第２庫内回路（61b）とブースタ回路（81）は直列に接続されている。

４本の連絡配管（2a,2b,3a,3b）は、第１液側連絡配管（2a）、第２液側連絡配管（2b）、第１ガス側連絡配管（3a）、及び第２ガス側連絡配管（3b）から構成されている。第１液側連絡配管（2a）は、一端が庫外回路（11）の第１液側閉鎖弁（111）に接続され、他端が室内回路（52）に接続されている。第２液側連絡配管（2b）は、一端が庫外回路（11）の第２液側閉鎖弁（112）に接続され、他端が２手に分岐して第１庫内回路（61a）と第２庫内回路（61b）に接続されている。第１ガス側連絡配管（3a）は、一端が庫外回路（11）の第１ガス側閉鎖弁（113）に接続され、他端が室内回路（52）に接続されている。第２ガス側連絡配管（3b）は、一端が庫外回路（11）の第２ガス側閉鎖弁（114）に接続され、他端が２手に分岐して第１庫内回路（61a）と第２庫内回路（61b）に接続されている。なお、第２庫内回路（61b）とブースタ回路（81）との間は、接続ガス管（5）によって接続されている。

《庫外ユニット》
庫外回路（11）には、圧縮機構（40）、庫外熱交換器（15）、及びレシーバ（16）が設けられている。圧縮機構（40）は、運転容量が可変の第１圧縮機（14a）と、運転容量が固定の第２圧縮機（14b）と、運転容量が固定の第３圧縮機（14c）とから構成されている。これらの圧縮機（14a,14b,14c）は、互いに並列に接続されている。なお、第３圧縮機（14c）が、運転容量が可変の圧縮機により構成されていてもよい。

第１圧縮機（14a）は、庫内ユニット（60a,60b）で蒸発した冷媒を吸入する庫内用圧縮機（低温用圧縮機）を構成している。第１圧縮機（14a）は、庫内専用の圧縮機である。第３圧縮機（14c）は、冷房運転時に室内ユニット（50）で蒸発した冷媒を吸入する室内用圧縮機（高温用圧縮機）を構成している。第３圧縮機（14c）は、室内専用の圧縮機である。また、第２圧縮機（14b）は、後述する第３四路切換弁（33）が第１状態のときに庫内用圧縮機を構成し、その第３四路切換弁（33）が第２状態のときに庫内用圧縮機を構成する。つまり、第２圧縮機（14b）は、庫内用圧縮機と庫内用圧縮機に兼用される兼用圧縮機を構成している。

第１圧縮機（14a）、第２圧縮機（14b）、及び第３圧縮機（14c）は何れも、例えば全密閉の高圧ドーム型のスクロール圧縮機として構成されている。第１圧縮機（14a）には、インバータを介して電力が供給される。第１圧縮機（14a）は、インバータの出力周波数を変化させることによって、その運転容量を段階的に調節することができるように構成されている。一方、第２圧縮機（14b）及び第３圧縮機（14c）は、電動機が常に一定の回転速度で運転されるものであって、その運転容量が変更不能となっている。なお、圧縮機（14）の構成の詳細については後述する。

第１圧縮機（14a）の第１吐出管（56a）、第２圧縮機（14b）の第２吐出管（56b）及び第３圧縮機（14c）の第３吐出管（56c）は、１本の吐出合流管（21）に接続されている。吐出合流管（21）は、第１四路切換弁（31）に接続されている。吐出合流管（21）からは吐出分岐管（97）が分岐している。吐出分岐管（97）は、第２四路切換弁（32）に接続されている。

各吐出管（56）には、圧縮機（14）側から順に、油分離器（37a,37b,37c）と高圧圧力スイッチ（39a,39b,39c）と逆止弁（CV1,CV2,CV3）とが配置されている。各高圧圧力スイッチ（39）は、異常高圧時に圧縮機（14）を緊急停止させるように構成されている。各逆止弁（CV1,CV2,CV3）は、圧縮機（14）へ向かう冷媒の流れを禁止するように構成されている。

各油分離器（37）は、密閉容器状に構成され、圧縮機（14）から吐出された冷媒から冷凍機油を分離するように構成されている。本実施形態では、各吐出管（56）に油分離器（37）を設けることで、吐出合流管（21）に１つの油分離器を設ける場合に比べて、油分離器（37）の小型化が図られている。

各油分離器（37a,37b,37c）には、油戻し管（38a,38b,38c）がそれぞれ設けられている。各油戻し管（38a,38b,38c）は、油分離器（37a,37b,37c）と後述するインジェクション管（28〜30）とを接続している。各油戻し管（38）には、油分離器（37）側から順に、油分離器（37）へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁（CV4,CV5,CV6）と、高圧冷媒を中間圧に減圧するキャピラリーチューブ（41a,41b,41c）とがそれぞれ設けられている。なお、第１圧縮機（14a）に冷凍機油を戻すための第１油戻し管（38a）のキャピラリーチューブ（41a）と、第２圧縮機（14b）に冷凍機油を戻すための第２油戻し管（38b）のキャピラリーチューブ（41b）は、第３圧縮機（14c）に冷凍機油を戻すための第３油戻し管（38c）のキャピラリーチューブ（41c）に比べて長さが長くなっている。また、各油分離器（37a,37b,37c）には、逆止弁（CV4,CV5,CV6）とキャピラリーチューブ（41a,41b,41c）の間に、圧縮機（14）の停止中に油分離器（37）が液封状態になることを防止するための液封防止管（22a,22b,22c）が接続されている。

第１圧縮機（14a）の第１吸入管（57a）は、第２ガス側閉鎖弁（114）に接続されている。第２圧縮機（14b）の第２吸入管（57b）は、第３四路切換弁（33）に接続されている。第３圧縮機（14c）の第３吸入管（57c）は、第２四路切換弁（32）に接続されている。第１吸入管（57a）からは、第１吸入分岐管（58a）が分岐している。第３吸入管（57c）からは、第２吸入分岐管（58b）が分岐している。第１吸入分岐管（58a）及び第２吸入分岐管（58b）は共に第３四路切換弁（33）に接続されている。また、第１吸入分岐管（58a）及び第２吸入分岐管（58b）には、第３四路切換弁（33）側からの冷媒の流れを禁止する逆止弁（CV7,CV8）がそれぞれ設けられている。

庫外熱交換器（15）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。庫外熱交換器（15）は、熱源側熱交換器を構成している。庫外熱交換器（15）の近傍には、庫外熱交換器（15）に庫外空気を送る庫外ファン（23）が設けられている。庫外熱交換器（15）では、冷媒と庫外空気との間で熱交換が行われる。

庫外熱交換器（15）のガス側は、第１四路切換弁（31）に接続されている。庫外熱交換器（15）の液側は、第１液管（24）を介してレシーバ（16）の頂部に接続されている。第１液管（24）には、庫外熱交換器（15）へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁（CV9）が設けられている。また、第１液管（24）には、逆止弁（CV9）に対して並列に、レシーバ（16）へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁（CV10）が設けられている。

レシーバ（16）は、縦長の密閉容器状に構成されている。レシーバ（16）では、庫外熱交換器（15）等で凝縮した高圧冷媒が一時的に貯留される。レシーバ（16）の頂部には、第１液管（24）に加えて、開閉自在の第４電磁弁（SV4）が設けられたガス抜き管（48）が接続されている。また、レシーバ（16）の底部には、第２液管（25）の一端が接続されている。第２液管（25）の他端は、第２液側閉鎖弁（112）に接続されている。第１液管（24）及び第２液管（25）は、後述する冷却冷房運転の際に庫外熱交換器（15）から庫内熱交換器（64）へ向かう冷媒が流通する第１通路（24,25）を構成している。

第２液管（25）には、第２液側閉鎖弁（112）側から順番に、第１冷却熱交換器（17）と第２冷却熱交換器（18）が直列に設けられている。また、第２液管（25）からは、第１分岐管（26）、第２分岐管（27）、及び第１インジェクション管（28）が分岐している。

第１分岐管（26）は、室内熱交換器（54）へ向かう冷媒が流通する第２通路（26）を構成している。第１分岐管（26）は、第１冷却熱交換器（17）と第２冷却熱交換器（18）の間から分岐している。第１分岐管（26）は、第２液管（25）に接続されている方とは逆端が第１液側閉鎖弁（111）に接続されている。第１分岐管（26）には、第２液管（25）へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁（CV16）が設けられている。第１分岐管（26）からは、第１液管（24）における逆止弁（CV9）とレシーバ（16）の間に接続された第３分岐管（47）が分岐している。第３分岐管（47）には、第１液側閉鎖弁（111）へ向かう冷媒の流れを禁止する逆止弁（CV11）が設けられている。

第２分岐管（27）は、第１冷却熱交換器（17）と第２液側閉鎖弁（112）から分岐している。第２分岐管（27）は、第２液管（25）に接続されている方とは逆端が、第１液管（24）における庫外熱交換器（15）と逆止弁（CV9）の間に接続されている。第２分岐管（27）には、開度可変の電子膨張弁により構成された第３庫外膨張弁（65）が設けられている。

第１インジェクション管（28）は、第２分岐管（27）の分岐箇所と第２液側閉鎖弁（112）の間から分岐している。第１インジェクション管（28）は、第２液管（25）に接続されている方とは逆端が、第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）に接続されている。第１インジェクション管（28）は、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第１注入通路（28）を構成している。第１インジェクション管（28）には、その第１インジェクション管（28）と第２液管（25）に跨るように第２冷却熱交換器（18）が設けられている。また、第１インジェクション管（28）には、開度可変の電子膨張弁により構成された第１庫外膨張弁（66）と、開閉自在の第３電磁弁（SV3）が設けられている。

第１庫外膨張弁（66）は、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第１減圧手段（66）を構成している。第１庫外膨張弁（66）は、第２液管（25）からの分岐箇所と第２冷却熱交換器（18）の間に設けられている。第３電磁弁（SV3）は、第２冷却熱交換器（18）と第３圧縮機（14c）の間に設けられている。第３電磁弁（SV3）は第３圧縮機（14c）の停止中に閉状態に設定される。

また、第１インジェクション管（28）からは、第１庫外膨張弁（66）の上流の位置において、第２インジェクション管（29）が分岐している。第２インジェクション管（29）は、第１インジェクション管（28）に接続されている方とは逆端が、第１圧縮機（14a）の中間圧の圧縮室（73）に接続されている。第２インジェクション管（29）は、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第２注入通路（29）を構成している。第２インジェクション管（29）には、その第２インジェクション管（29）と第２液管（25）に跨るように第１冷却熱交換器（17）が設けられている。また、第２インジェクション管（29）には、開度可変の電子膨張弁により構成された第２庫外膨張弁（67）と、開閉自在の第１電磁弁（SV1）とが設けられている。

第２庫外膨張弁（67）は、第１インジェクション管（28）からの分岐箇所と第１冷却熱交換器（17）の間に設けられている。第２庫外膨張弁（67）は、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第２減圧手段（67）を構成している。一方、第１電磁弁（SV1）は、第１冷却熱交換器（17）と第１圧縮機（14a）の間に設けられている。第１電磁弁（SV1）は第１圧縮機（14a）の停止中に閉状態に設定される。また、第１インジェクション管（28）には、第１冷却熱交換器（17）と第１電磁弁（SV1）の間の位置に、上記ガス抜き管（48）が接続されている。

また、第１インジェクション管（28）からは、第２冷却熱交換器（18）と第３電磁弁（SV3）の間において、第１注入分岐管（49a）が分岐している。第２インジェクション管（29）からは、第１冷却熱交換器（17）と第１電磁弁（SV1）の間において、第２注入分岐管（49b）が分岐している。各注入分岐管（49a,49b）は、第４四路切換弁（34）に接続されている。各注入分岐管（49a,49b）には、第４四路切換弁（34）側からの流れを禁止する逆止弁（CV12,CV13）がそれぞれ設けられている。

第４四路切換弁（34）には、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）に接続された第３インジェクション管（30）が接続されている。第３インジェクション管（30）には、開閉自在の第２電磁弁（SV2）が設けられている。第２電磁弁（SV2）は第２圧縮機（14b）の停止中に閉状態に設定される。

第３インジェクション管（30）は、第１インジェクション管（28）及び第２インジェクション管（29）と共に、インジェクション通路（28〜30）を構成している。インジェクション通路（28〜30）では、第１減圧手段（66）が室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧するように、第２減圧手段（67）が庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧するように配置されている。なお、図２に示すように、第１減圧手段（66）が、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒及び庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の両方を減圧するように配置されていてもよい。

また、各インジェクション管（28〜30）には、上述したように、各油戻し管（38）が接続されている。本実施形態では、油分離器（37）の冷凍機油を圧縮機（14）の吸入側へ戻すと、冷凍機油の分だけ圧縮機（14）が吸入側から吸入する冷媒流量が減少するので、油分離器（37）の冷凍機油を中間圧の圧縮室（73）へ戻す構成が採用されている。

第１冷却熱交換器（17）は、上述したように、第２インジェクション管（29）と第２液管（25）に跨るように設けられている。第１冷却熱交換器（17）は、第２インジェクション管（29）を流通する冷媒と第２液管（25）を流通する冷媒とを熱交換させるように構成されている。第１冷却熱交換器（17）は、例えばプレート熱交換器により構成されている。第１冷却熱交換器（17）では、第２液管（25）を流通する高圧冷媒が第２インジェクション管（29）を流通する中間圧冷媒によって冷却される。第１冷却熱交換器（17）では、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒が第２庫外膨張弁（67）で減圧された中間圧の冷媒によって冷却される。

第２冷却熱交換器（18）は、上述したように、第１インジェクション管（28）と第２液管（25）に跨るように設けられている。第２冷却熱交換器（18）は、第１インジェクション管（28）を流通する冷媒と第２液管（25）を流通する冷媒とを熱交換させるように構成されている。第２冷却熱交換器（18）は、例えば二重管式熱交換器により構成されている。第２冷却熱交換器（18）では、第２液管（25）を流通する高圧冷媒が第１インジェクション管（28）を流通する中間圧冷媒によって冷却される。第２冷却熱交換器（18）では、室内熱交換器（54）及び庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒が第１庫外膨張弁（66）で減圧された中間圧の冷媒によって冷却される。

第１四路切換弁（31）は、第１ポート（P1）が吐出合流管（21）に、第２ポート（P2）が第２四路切換弁（32）の第４ポート（P4）に、第３ポート（P3）が庫外熱交換器（15）に、第４ポート（P4）が第１ガス側閉鎖弁（113）にそれぞれ接続されている。また、第２四路切換弁（32）は、第１ポート（P1）が吐出分岐管（97）に、第２ポート（P2）が第３吸入管（57c）に、第４ポート（P4）が第１四路切換弁（31）の第２ポート（P2）にそれぞれ接続されている。第２四路切換弁（32）の第３ポート（P3）は閉塞された閉鎖ポートに構成されている。また、第３四路切換弁（33）は、第１ポート（P1）が吐出合流管（21）に接続された高圧管（120）に、第２ポート（P2）が第２吸入管（57b）に、第３ポート（P3）が第２吸入分岐管（58b）に、第４ポート（P4）が第１吸入分岐管（58a）にそれぞれ接続されている。また、第４四路切換弁（34）は、第１ポート（P1）が高圧管（120）に、第２ポート（P2）が第３インジェクション管（30）に、第３ポート（P3）が第１注入分岐管（49a）に、第４ポート（P4）が第２注入分岐管（49b）にそれぞれ接続されている。

本実施形態では、第３四路切換弁（33）が、室内用圧縮機（14b,14c）となる第２圧縮機（14b）の吸入側の連通先を室内熱交換器（54）から庫内熱交換器（64）へ切り換えるための第１切換手段（33）を構成している。また、第４四路切換弁（34）が、その第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）の連通先を第１インジェクション管（28）から第２インジェクション管（29）へ切り換えるための第２切換手段（34）を構成している。

第１乃至第３の各四路切換弁（31,32,33）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）が互いに連通して第２ポート（P2）と第４ポート（P4）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）との間で切換自在に構成されている。

庫外ユニット（10）には、圧縮機構（40）、各庫外膨張弁（65〜67）、各電磁弁（SV1〜SV4）を制御するコントローラ（110）が設けられている。コントローラ（110）は制御手段（110）を構成している。

また、庫外ユニット（10）には、各種のセンサが設けられている。具体的に、吐出合流管（21）には、吐出圧力センサ（43）が設けられている。各吐出管（56）には、吐出温度センサ（48a,48b,48c）が設けられている。第１吸入管（57a）には、第１吸入圧力センサ（71a）及び第１吸入温度センサ（69a）が設けられている。第３吸入管（57c）には、第２吸入圧力センサ（71b）及び第２吸入温度センサ（69b）が設けられている。第２液管（25）には、第１液温度センサ（106）及び第２液温度センサ（107）が設けられている。第１インジェクション管（28）には第１中間圧温度センサ（108）が設けられている。第２インジェクション管（29）には第２中間圧温度センサ（109）が設けられている。また、庫外ファン（23）の近傍には、外気温度センサ（46）が設けられている。これらのセンサの検出値は、コントローラ（110）に入力される。

《室内ユニット》
室内回路（52）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、室内膨張弁（53）と室内熱交換器（54）とが設けられている。室内膨張弁（53）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。また、室内熱交換器（54）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。室内熱交換器（54）は、第１利用側熱交換器（54）を構成している。室内熱交換器（54）の近傍には、室内熱交換器（54）に室内空気を送る室内ファン（55）が設けられている。室内熱交換器（54）では、冷媒と室内空気との間で熱交換が行われる。

なお、室内ユニット（50）では、所定の条件が成立する場合のみ室内熱交換器（54）に付着した霜を融解させるための氷融解動作が行われる。所定の条件は、例えば室内熱交換器（54）の表面の温度を計測する熱交温度センサ（図示省略）の検出値が所定値（例えば０℃）を下回るという条件である。氷融解動作では、室内膨張弁（53）が閉状態に設定されて、室内ファン（55）の運転が継続される。この室内ユニット（50）では、室内熱交換器（54）に霜が付着しないように室内膨張弁（53）の制御が行われるが、室内熱交換器（54）に霜が付着してしまった場合には、緊急時の動作として氷融解動作が行われる。

《冷蔵ユニット、冷凍ユニット》
第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）では、その液側端からガス側端へ向かって順に、庫内膨張弁（63a,63b）と庫内熱交換器（64a,64b）とがそれぞれ設けられている。各庫内膨張弁（63a,63b）は、開度が調節可能な電子膨張弁により構成されている。各庫内熱交換器（64a,64b）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。各庫内熱交換器（64a,64b）は、第２利用側熱交換器（64）を構成している。各庫内熱交換器（64a,64b）の近傍には、庫内熱交換器（64a,64b）に庫内空気を送る庫内ファン（65a,65b）が設けられている。各庫内熱交換器（64a,64b）では、冷媒と庫内空気との間で熱交換が行われる。

なお、冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）では、庫内熱交換器（64）に付着した霜を融解させるための氷融解動作が定期的に（例えば３時間置きに）行われる。氷融解動作では、庫内膨張弁（63）が閉状態に設定されて、庫内ファン（65）の運転が継続される。なお、庫内熱交換器（64）に付着した氷の冷却に電気ヒータ等の加熱手段を用いてもよい。冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）では、冷媒の蒸発温度が低いので、運転に伴って庫内熱交換器（64）に霜が付着してゆく。このため、氷融解動作が定期的に行われる。

《ブースタユニット》
ブースタ回路（81）には、ブースタ圧縮機（86）が設けられている。ブースタ圧縮機（86）の吐出管（78）には、ブースタ圧縮機（86）側から順に、油分離器（87）、高圧圧力スイッチ（88）、逆止弁（CV15）が設けられている。油分離器（87）には、キャピラリーチューブ（91）が設けられた油戻し管（92）が接続されている。また、ブースタ回路（81）には、ブースタ圧縮機（86）をバイパスするバイパス管（95）が設けられている。バイパス管（95）には、逆止弁（CV14）が設けられている。

〈圧縮機の構成〉
各圧縮機（14a,14b,14c）の構成を図３及び図４に従って説明する。なお、各圧縮機（14a,14b,14c）は同じ構成であるため、ここでは第１圧縮機（14a）の構成について説明する。

第１圧縮機（14a）は、縦長で密閉容器状のケーシング（70）を備えている。ケーシング（70）の内部には、下から上へ向かって、電動機（85）と流体機械（82）とが配置されている。

電動機（85）は、ステータ（83）とロータ（84）とを備えている。ステータ（83）は、ケーシング（70）の胴部に固定されている。一方、ロータ（84）は、ステータ（83）の内側に配置され、クランク軸（90）が連結されている。

流体機械（82）は、可動スクロール（76）と固定スクロール（75）とを備えている。可動スクロール（76）は、略円板状の可動側鏡板（76b）と、渦巻き状の可動側ラップ（76a）とを備えている。可動側ラップ（76a）は可動側鏡板（76b）の前面（上面）に立設されている。また、可動側鏡板（76b）の背面（下面）には、クランク軸（90）の偏心部が挿入された円筒状の突出部（76c）が立設されている。可動スクロール（76）は、オルダムリング（79）を介して、可動スクロール（76）の下側に配置されたハウジング（77）に支持されている。一方、固定スクロール（75）は、略円板状の固定側鏡板（75b）と、渦巻き状の固定側ラップ（75a）とを備えている。固定側ラップ（75a）は固定側鏡板（75b）の前面（下面）に立設されている。流体機械（82）では、固定側ラップ（75a）と可動側ラップ（76a）とが互いに噛み合うことによって、両ラップ（75a,76a）の接触部の間に複数の圧縮室（73）が形成されている。

なお、本実施形態の各圧縮機（14）では、いわゆる非対称渦巻き構造が採用されており、固定側ラップ（75a）と可動側ラップ（76a）とで巻き数（渦巻きの長さ）が相違している。上記複数の圧縮室（73）は、固定側ラップ（75a）の内周面と可動側ラップ（76a）の外周面との間に構成される第１圧縮室（73a）と、固定側ラップ（75a）の外周面と可動側ラップ（76a）の内周面との間に構成される第２圧縮室（73b）とから構成されている。

流体機械（82）では、固定スクロール（75）の外縁部に吸入ポート（98）が形成されている。吸入ポート（98）には、ケーシング（70）の頂部を貫通する第１吸入管（57a）が接続されている。吸入ポート（98）は、可動スクロール（76）の公転運動に伴って、第１圧縮室（73a）と第２圧縮室（73b）のそれぞれに間欠的に連通する。また、吸入ポート（98）には、圧縮室（73）から第１吸入管（57a）へ戻る冷媒の流れを禁止する吸入逆止弁が設けられている（図示省略）。

また、流体機械（82）では、固定側鏡板（75b）の中央部に吐出ポート（93）が形成されている。吐出ポート（93）は、可動スクロール（76）の公転運動に伴って、第１圧縮室（73a）と第２圧縮室（73b）のそれぞれに間欠的に連通する。吐出ポート（93）は、固定スクロール（75）の上側に形成されたマフラー空間（96）に開口している。

また、流体機械（82）の固定側鏡板（75b）には、第２インジェクション管（29）が接続された中間圧ポート（99）が形成されている。中間圧ポート（99）は、固定側鏡板（75b）の中心と外周との間付近の位置において、固定側ラップ（75a）を跨ぐように形成されている。中間圧ポート（99）は、中間圧の第１圧縮室（73a）及び中間圧の第２圧縮室（73b）の両方に連通する。

ケーシング（70）内は、円盤状のハウジング（77）によって、上側の吸入空間（101）と下側の吐出空間（100）とに区画されている。吸入空間（101）は、図示しない連通ポートを通じて、吸入ポート（98）に連通している。吐出空間（100）は、固定スクロール（75）とハウジング（77）とに亘ってに形成された連絡通路（103）を通じて、マフラー空間（96）に連通している。運転中の吐出空間（100）は、吐出ポート（93）から吐出された冷媒がマフラー空間（96）を通じて流入するので、流体機械（82）で圧縮された冷媒で満たされる高圧空間になる。吐出空間（100）には、ケーシング（70）の胴部を貫通する第１吐出管（56a）が開口している。

また、ケーシング（70）の底部には、冷凍機油が貯留される油溜まりが形成されている。また、クランク軸（90）の内部には、油溜まりに開口する第１給油通路（104）が形成されている。また、可動側鏡板（76b）には、第１給油通路（104）に接続する第２給油通路（105）が形成されている。この圧縮機（14）では、油溜まりの冷凍機油が第１給油通路（104）及び第２給油通路（105）を通じて圧縮室（73）の低圧側に供給される。

−運転動作−
次に、冷凍装置（1）が行う運転動作について各運転毎に説明する。この冷凍装置（1）は、８種類の運転モードを設定可能に構成されている。具体的には、<i>室内ユニット（50）の冷房のみを行う冷房運転、<ii>室内ユニット（50）の暖房のみを行う暖房運転、<iii>冷蔵ユニット（60a）と冷凍ユニット（60b）での庫内の冷却のみを行う冷蔵冷凍運転、<iv>冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）での庫内の冷却と共に室内ユニット（50）での冷房を行う第１冷却冷房運転、<v>第１冷却冷房運転時の室内ユニット（50）の冷房能力が不足した場合の第２冷却冷房運転、<vi>庫外熱交換器（15）を用いずに、冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）での庫内の冷却と室内ユニット（50）での暖房とを行う第１冷却暖房運転、<vii>第１冷却暖房運転で室内ユニット（50）の暖房能力が余るときに行う第２冷却暖房運転、そして<viii>第１冷却暖房運転で室内ユニット（50）の暖房能力が不足するときに行う第３冷却暖房運転が選択可能に構成されている。なお、この冷凍装置（1）では、第１冷却冷房運転及び第２冷却冷房運転が、本発明に係る冷却運転に相当する。

〈冷房運転〉
冷房運転では、図５に示すように、第１四路切換弁（31）及び第２四路切換弁（32）が共に第１状態に設定された状態で、第３圧縮機（14c）の運転が行われる。冷房運転では、冷房能力が不足する場合に、第２圧縮機（14b）の運転も行われる。その際、第３四路切換弁（33）が第２状態に設定されて、第２圧縮機（14b）は室内用圧縮機を構成する。第１圧縮機（14a）は常に停止している。

冷房運転中は、室内膨張弁（53）の開度が、例えば室内熱交換器（54）の出口の冷媒の過熱度が所定値（５℃）になるように過熱度制御される。この点は、以下の冷房を行う運転でも同じである。各庫内膨張弁（63）は閉状態に設定される。冷房運転では、庫外熱交換器（15）が凝縮器となって室内熱交換器（54）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

具体的に、冷房運転では、第３圧縮機（14c）から吐出された冷媒が、庫外熱交換器（15）で凝縮し、レシーバ（16）を経て室内回路（52）に流入する。室内回路（52）では、流入した冷媒が、室内膨張弁（53）で減圧された後に、室内熱交換器（54）で室内空気から吸熱して蒸発する。冷媒によって冷却された室内空気は店内空間へ供給される。室内熱交換器（54）で蒸発した冷媒は、第３圧縮機（14c）に吸入されて再び吐出される。なお、室内熱交換器（54）での冷媒の蒸発温度は、例えば１０℃に設定される。

〈暖房運転〉
暖房運転では、図６に示すように、第１四路切換弁（31）が第２状態に設定されて第２四路切換弁（32）が第１状態に設定された状態で、第３圧縮機（14c）の運転が行われる。暖房運転では、暖房能力が不足する場合には、第２圧縮機（14b）の運転も行われる。その際、第３四路切換弁（33）は第２状態に設定される。第１圧縮機（14a）は常に停止している。

暖房運転中は、室内膨張弁（53）の開度が、例えば室内熱交換器（54）の出口の冷媒の過冷却度が所定値（５℃）になるようにサブクール制御される。この点は、以下の暖房を行う運転でも同じである。各庫内膨張弁（63）は閉状態に設定される。暖房運転では、室内熱交換器（54）が凝縮器となって庫外熱交換器（15）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

具体的に、第３圧縮機（14c）から吐出された冷媒は、室内回路（52）に流入して、室内熱交換器（54）で室内空気に放熱して凝縮する。冷媒によって加熱された室内空気は店内空間へ供給される。室内熱交換器（54）で凝縮した冷媒は、第３庫外膨張弁（65）で減圧された後に庫外熱交換器（15）で蒸発し、第３圧縮機（14c）に吸入されて再び吐出される。

〈冷蔵冷凍運転〉
冷蔵冷凍運転では、図７に示すように、第１四路切換弁（31）が第１状態に設定された状態で、第１圧縮機（14a）の運転が行われる。冷蔵冷凍運転では、庫内の冷却能力が不足する場合には、第２圧縮機（14b）の運転も行われる。その際、第３四路切換弁（33）が第１状態に設定されて、第２圧縮機（14b）は庫内用圧縮機を構成する。第３圧縮機（14c）は常に停止している。

冷蔵冷凍運転中は、各庫内膨張弁（63）の開度がそれぞれ過熱度制御される。この点は、以下の庫内の冷却を行う運転でも同じである。また、室内膨張弁（53）は閉状態に設定される。冷蔵冷凍運転では、庫外熱交換器（15）が凝縮器となって各庫内熱交換器（64）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

具体的に、冷蔵冷凍運転では、第１圧縮機（14a）から吐出された冷媒が、庫外熱交換器（15）で凝縮する。そして、庫外熱交換器（15）で凝縮した冷媒は、レシーバ（16）を経て、第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）にそれぞれ分配される。

第１庫内回路（61a）では、流入した冷媒が、庫内膨張弁（63a）で減圧された後に、庫内熱交換器（64a）で庫内空気から吸熱して蒸発する。冷媒によって冷却された庫内空気は、冷蔵ショーケースの庫内へ供給される。また、第２庫内回路（61b）では、流入した冷媒が、庫内膨張弁（63b）で減圧された後に、庫内熱交換器（64b）で庫内空気から吸熱して蒸発する。冷媒によって冷却された庫内空気は、冷凍ショーケースの庫内へ供給される。庫内熱交換器（64b）で蒸発した冷媒は、ブースタ圧縮機（86）によって圧縮される。そして、庫内熱交換器（64a）で蒸発した冷媒と、ブースタ圧縮機（86）によって圧縮された冷媒とは、合流後に第１圧縮機（14a）に吸入されて再び吐出される。

なお、冷蔵冷凍運転では、庫内熱交換器（64a）での冷媒の蒸発温度が例えば−５℃に設定され、庫内熱交換器（64b）での冷媒の蒸発温度が例えば−３０℃に設定される。

〈第１冷却冷房運転〉
第１冷却冷房運転では、図８に示すように、第１四路切換弁（31）及び第２四路切換弁（32）が共に第１状態に設定された状態で、第１圧縮機（14a）及び第３圧縮機（14c）の運転が行われる。第１冷却冷房運転では、庫内の冷却能力が不足する場合には、第２圧縮機（14b）の運転も行われる。その際、第３四路切換弁（33）が第１状態に設定されて、第２圧縮機（14b）は庫内用圧縮機を構成する。第１冷却冷房運転では、庫外熱交換器（15）が凝縮器となって室内熱交換器（54）及び各庫内熱交換器（64）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

具体的に、第１冷却冷房運転では、第１圧縮機（14a）及び第３圧縮機（14c）から吐出された冷媒が、庫外熱交換器（15）で凝縮する。そして、庫外熱交換器（15）で凝縮した冷媒は、レシーバ（16）を経て、第１庫内回路（61a）、第２庫内回路（61b）、及び室内回路（52）に分配される。

第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）に分配された冷媒は、冷蔵冷凍運転と同様の流れで流通し、第１圧縮機（14a）に吸入されて再び吐出される。室内回路（52）に分配された冷媒は、冷房運転と同様の流れで流通し、第３圧縮機（14c）に吸入されて再び吐出される。

なお、第１冷却冷房運転では、室内熱交換器（54）での冷媒の蒸発温度が例えば１０℃に設定され、庫内熱交換器（64a）での冷媒の蒸発温度が例えば−５℃に設定され、庫内熱交換器（64b）での冷媒の蒸発温度が例えば−３０℃に設定される。室内熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度は、庫内熱交換器（64）における冷媒の蒸発温度よりも高い値に設定される。この点は、以下の第２冷却冷房運転でも同じである。冷却冷房運転では、図９に示すように、冷蔵及び冷凍側の冷凍サイクルの低圧圧力が、冷房側の冷凍サイクルの低圧圧力よりも低くなる。冷蔵及び冷凍側の冷凍サイクルの中間圧の圧力が、冷房側の冷凍サイクルの中間圧の圧力よりも低くなる。

〈第２冷却冷房運転〉
第２冷却冷房運転は、第１冷却冷房運転で冷房能力が不足する場合に、第３四路切換弁（33）を第２状態に切り換えることによって行われる。第２冷却冷房運転では、第２圧縮機（14b）が室内ユニット（50）側に切り換えられる。つまり、第２圧縮機（14b）は室内用圧縮機を構成する。第２冷却冷房運転時の設定は、第３四路切換弁（33）以外は、基本的に第１冷却冷房運転と同じである。

〈第１冷却暖房運転〉
第１冷却暖房運転では、図１０に示すように、第１四路切換弁（31）が第２状態に設定されて第２四路切換弁（32）が第１状態に設定された状態で、第１圧縮機（14a）の運転が行われる。第１冷却暖房運転では、庫内の冷却能力が不足する場合に、第２圧縮機（14b）の運転も行われる。その際、第３四路切換弁（33）が第１状態に設定される。第１冷却暖房運転では、室内熱交換器（54）が凝縮器となって各庫内熱交換器（64）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。第１冷却暖房運転中は、冷蔵ユニット（60a）と冷凍ユニット（60b）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（50）の暖房能力（凝縮熱量）とがバランスし、１００％の熱回収が行われる。

具体的に、第１圧縮機（14a）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（54）で室内空気に放熱して凝縮する。室内熱交換器（54）で凝縮した冷媒は、第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）にそれぞれ分配される。第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）に分配された冷媒は、冷蔵冷凍運転と同様の流れで流通し、第１圧縮機（14a）に吸入されて再び吐出される。

〈第２冷却暖房運転〉
第２冷却暖房運転は、第１冷却暖房運転の際に暖房能力が余っている場合に、図１１に示すように、第２四路切換弁（32）を第２状態に切り換えることによって行われる。第２冷却暖房運転では、庫外熱交換器（15）が凝縮器として機能する。第２冷却暖房運転時の設定は、第２四路切換弁（32）以外は、基本的に第１冷却暖房運転と同じである。

第２冷却暖房運転では、第１圧縮機（14a）から吐出した冷媒の一部が、庫外熱交換器（15）に流入する。庫外熱交換器（15）では、流入した冷媒が庫外空気に放熱して凝縮する。庫外熱交換器（15）で凝縮した冷媒は、室内熱交換器（54）で凝縮した冷媒と合流して、第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）にそれぞれ分配される。第２冷却暖房運転では、冷蔵ユニット（60a）と冷凍ユニット（60b）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（50）の暖房能力（凝縮熱量）とはバランスせずに、余る凝縮熱が庫外熱交換器（15）で放出される。

〈第３冷却暖房運転〉
第３冷却暖房運転は、第１冷却暖房運転の際に暖房能力が不足する場合に、図１２に示すように、第２四路切換弁（32）を第１状態に設定した状態で、第３圧縮機（14c）の運転を行うことによって行われる。第３冷却暖房運転では、室内熱交換器（54）が凝縮器となって各庫内熱交換器（64）及び庫外熱交換器（15）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。

第３冷却暖房運転では、室内熱交換器（54）で凝縮した冷媒が、第１庫内回路（61a）及び第２庫内回路（61b）だけでなく、庫外熱交換器（15）側へ分配される。庫外熱交換器（15）に分配された冷媒は、第３庫外膨張弁（65）で減圧された後に庫外熱交換器（15）で蒸発して、第３圧縮機（14c）に吸入されて再び吐出される。第３冷却暖房運転では、冷蔵ユニット（60a）と冷凍ユニット（60b）との冷却能力（蒸発熱量）と、室内ユニット（50）の暖房能力（凝縮熱量）とはバランスせずに、不足する蒸発熱が庫外熱交換器（15）で吸熱される。

〈インジェクション動作〉
本実施形態では、運転中に圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に中間圧の冷媒を注入するインジェクション動作が行われる。以下では、庫内用圧縮機（14a,14b）と室内用圧縮機（14b,14c）の両方が運転しているときのインジェクション動作について説明する。

インジェクション動作では、第１庫外膨張弁（66）が開状態に設定される。第１庫外膨張弁（66）の開度は、第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）のうち中間圧ポート（99）が開口する圧縮室（73）の内圧よりも高い圧力になるように、コントローラ（110）によって制御される。なお、コントローラ（110）は、例えば第３圧縮機（14c）の吸入側の冷媒の圧力（具体的には、第２吸入圧力センサ（71b）の計測値）に基づいて、第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）の内圧を推測する。

第１庫外膨張弁（66）を開状態に設定すると、図１３に示すように、第２液管（25）を流れる冷媒の一部が第１インジェクション管（28）に流入する。第１インジェクション管（28）では、流入した冷媒が第１庫外膨張弁（66）で減圧される。第１庫外膨張弁（66）では、第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）のうち中間圧ポート（99）が開口する圧縮室（73）の内圧よりも高い圧力に冷媒が減圧され、冷媒の温度が低下する。第１庫外膨張弁（66）で減圧された冷媒は、第２冷却熱交換器（18）において第２液管（25）を流れる冷媒と熱交換を行う。第２冷却熱交換器（18）では、第１インジェクション管（28）の冷媒が加熱されて蒸発する一方で、第２液管（25）を流れる冷媒が冷却されて過冷却状態になる。そして、第２冷却熱交換器（18）で蒸発した冷媒は、第３油戻し管（38c）の冷凍機油と合流してから、第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）に流入する。本実施形態では、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に流入する冷媒に油滴が混じることで、冷媒が流入する際の音を低減させることができる。

また、インジェクション動作では、第２庫外膨張弁（67）が開状態に設定される。第２庫外膨張弁（67）の開度は、第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）のうち中間圧ポート（99）が開口する圧縮室（73）の内圧よりも高い圧力以下で、且つ、第１圧縮機（14a）の中間圧の圧縮室（73）のうち中間圧ポート（99）が開口する圧縮室（73）の内圧よりも高い圧力になるように、コントローラ（110）によって制御される。なお、コントローラ（110）は、例えば第１圧縮機（14a）の吸入側の冷媒の圧力（具体的には、第１吸入圧力センサ（71a）の計測値）に基づいて、第１圧縮機（14a）の中間圧の圧縮室（73）の内圧を推測する。第２庫外膨張弁（67）の開度は、第２庫外膨張弁（67）で減圧後の冷媒の圧力が第１インジェクション管（28）における第１庫外膨張弁（66）の下流の冷媒よりも低い圧力になるように制御される。

第２庫外膨張弁（67）を開状態に設定すると、第１インジェクション管（28）を流れる冷媒の一部が第２インジェクション管（29）に流入する。第２インジェクション管（29）では、流入した冷媒が第２庫外膨張弁（67）で減圧される。第２庫外膨張弁（67）では、第１圧縮機（14a）の中間圧の圧縮室（73）のうち中間圧ポート（99）が開口する圧縮室（73）の内圧よりも高い圧力に冷媒が減圧され、冷媒の温度が低下する。第２庫外膨張弁（67）で減圧された冷媒の温度は、第１庫外膨張弁（66）で減圧された冷媒よりも低くなる。第２庫外膨張弁（67）で減圧された冷媒は、第１冷却熱交換器（17）において第２液管（25）を流れる冷媒と熱交換を行う。第１冷却熱交換器（17）では、第２インジェクション管（29）の冷媒が加熱されて蒸発する一方で、第２液管（25）を流れる冷媒がさらに冷却され過冷却度が大きくなる。そして、第１冷却熱交換器（17）で蒸発した冷媒は、第１油戻し管（38a）の冷凍機油と合流してから、第１圧縮機（14a）の中間圧の圧縮室（73）に流入する。

なお、インジェクション動作を行うことによって、第２冷却熱交換器（18）では、室内ユニット（50）、冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）に供給される冷媒が、例えば２０℃の温度に冷却される。室内ユニット（50）に連通する第１分岐管（26）は第１冷却熱交換器（17）と第２冷却熱交換器（18）の間から分岐しているので、室内ユニット（50）には約２０℃の冷媒が流入する。そして、室内ユニット（50）では、約２０℃の冷媒が室内膨張弁（53）で減圧されて例えば１０℃になり、その１０℃の冷媒が室内熱交換器（54）に流入する。

さらに、インジェクション動作を行うことによって、第１冷却熱交換器（17）では、冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）に供給される冷媒が、例えば０℃の温度に冷却される。冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）には約０℃の冷媒が流入する。そして、冷蔵ユニット（60a）では、約０℃の冷媒が庫内膨張弁（63a）で減圧されて例えば−５℃になり、その−５℃の冷媒が庫内熱交換器（64a）に流入する。冷凍ユニット（60b）では、約０℃の冷媒が庫内膨張弁（63b）で減圧されて例えば−３０℃になり、その−３０℃の冷媒が庫内熱交換器（64b）に流入する。

また、本実施形態では、第２圧縮機（14b）が運転中であれば、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）にも中間圧の冷媒が注入される。第２圧縮機（14b）が室内用圧縮機を構成する場合には、第１インジェクション管（28）からの冷媒が注入される。一方、第２圧縮機（14b）が庫内用圧縮機を構成する場合には、第２インジェクション管（29）からの冷媒が注入される。

具体的に、第３四路切換弁（33）が第２状態に設定されて第１冷却冷房運転から第２冷却冷房運転へ切り換えられた場合には、図１３に示すように、第４四路切換弁（34）は第２状態に設定される。この場合、第２圧縮機（14b）は室内用圧縮機を構成し、第２圧縮機（14b）の吸入側が室内熱交換器（54）に連通すると共に、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）が第１注入分岐管（49a）を通じて第１インジェクション管（28）に連通する。これにより、第１インジェクション管（28）を流れる中間圧の冷媒の一部が、第１注入分岐管（49a）を通じて第３インジェクション管（30）に流入して、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される。

また、第１冷却冷房運転中に、第３四路切換弁（33）が第１状態に設定された場合には、図１４に示すように、第４四路切換弁（34）は第１状態に設定される。この場合、第２圧縮機（14b）は庫内用圧縮機を構成し、第２圧縮機（14b）の吸入側が庫内熱交換器（64）に連通すると共に、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）が第２注入分岐管（49b）を通じて第２インジェクション管（29）に連通する。これにより、第２インジェクション管（29）を流れる中間圧の冷媒の一部が、第２注入分岐管（49b）を通じて第３インジェクション管（30）に流入して、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される。この実施形態では、第２圧縮機（14b）が庫内用圧縮機として使用される場合には、第１庫外膨張弁（66）で減圧された冷媒と第２庫外膨張弁（67）で減圧された冷媒のうち圧力が低い方の冷媒が注入される。

なお、この冷凍装置（1）では、例えば冷房運転中など室内用圧縮機（14b,14c）だけが運転しているときには、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に中間圧の冷媒を注入するインジェクション動作が行われる。また、例えば冷蔵冷凍運転中など庫内用圧縮機（14a,14b）だけが運転しているときには、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に中間圧の冷媒を注入するインジェクション動作が行われる。

−実施形態の効果−
本実施形態よれば、庫内用圧縮機（14a,14b）及び室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の各々に注入される冷媒が、別々の庫外膨張弁（66,67）によって減圧されるようにしている。従って、庫内用圧縮機（14a,14b）及び室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の各々へ注入される冷媒の圧力が両方とも、内圧が高い方の室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の内圧に拘束されることはない。庫内用圧縮機（14a,14b）及び室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の各々へ注入される冷媒の圧力は、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に合わせて調節することができる。従って、インジェクション通路（28〜30）を通じて各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒の圧力調節の自由度を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力が、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入する冷媒の圧力が等しくなる従来の冷凍装置に比べて低くなるようにしている。このため、庫内用圧縮機（14a,14b）の吐出冷媒の温度を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態では、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力及び庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒の圧力が、第１庫外膨張弁（66）及び第２庫外膨張弁（67）の各々によって互いに独立して調節されるようにしている。このため、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力を調節する場合には第１庫外膨張弁（66）だけを調節すればよく、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力を調節する場合には第２庫外膨張弁（67）だけを調節すればよいので、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力調節を容易に行うことができる。

また、本実施形態では、第２液管（25）に設けられた第１冷却熱交換器（17）において、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒が、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒との熱交換によって冷却されるようにしている。ここで、本実施形態によれば、上述したように、各圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ注入する冷媒の圧力が等しくなる従来の冷凍装置に比べて、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）へ注入される冷媒の圧力を低下させることが可能である。従って、上記のような場合に比べて、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒を低い温度の冷媒と熱交換させることが可能であり、低温の冷媒を庫内熱交換器（64）に供給することができる。従って、庫内熱交換器（64）における冷却能力を高めることができる。

また、本実施形態では、第１冷却熱交換器（17）に対して直列に第２冷却熱交換器（18）を設けることで、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１冷却熱交換器（17）だけでなく、第２冷却熱交換器（18）でも冷却されるようにしている。従って、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒の温度をさらに低下させることができるので、庫内熱交換器（64）における冷却能力をさらに高めることができる。

また、本実施形態では、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒が、第１庫外膨張弁（66）の下流の冷媒及び第２庫外膨張弁（67）の下流の冷媒のうち温度の高い方の冷媒から順番に熱交換を行う。このため、第１冷却熱交換器（17）及び第２冷却熱交換器（18）の両方で、庫内熱交換器（64）へ供給される冷却される側の冷媒と、庫外膨張弁（66,67）で減圧された後の冷却する側の冷媒との間に、比較的大きな温度差を確保することができる。従って、第１冷却熱交換器（17）及び第２冷却熱交換器（18）の全体における熱交換効率が向上するので、庫内熱交換器（64）へ供給する冷媒の温度をさらに低下させることができ、庫内熱交換器（64）における冷却能力を高めることができる。

また、本実施形態では、第１冷却熱交換器（17）において、室内熱交換器（54）及び庫内熱交換器（64）のうち蒸発温度が低い方の庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒だけが冷却されるようにしている。ここで、室内熱交換器（54）及び庫内熱交換器（64）の両方へ供給される冷媒が第１冷却熱交換器（17）で冷却される場合には、第１利用側熱交換器（54）に供給される冷媒の温度と、庫内熱交換器（64）に供給される冷媒の温度とが概ね等しくなる。このような場合、室内熱交換器（54）に供給される冷媒の温度は、室内熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度よりも高くする必要があるので、自ずと庫内熱交換器（64）に供給される冷媒の温度も、室内熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度よりも高くなる。つまり、第１冷却熱交換器（17）で冷却された後の冷媒の温度は、蒸発温度が高い方の室内熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度に合わせた温度にせざるを得ない。従って、蒸発温度が低い方の庫内熱交換器（64）に対して十分に低い温度にまで冷媒を冷却することができなかった。

これに対して、本実施形態では、蒸発温度が高い方の室内熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度に関係なく、第１冷却熱交換器（17）によって庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒が冷却される。従って、庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒の温度を低下させることができるので、庫内熱交換器（64）における冷却能力を向上させることができ、冷凍装置の運転効率を向上させることができる。

また、本実施形態では、蒸発温度が低い方の庫内熱交換器（64）へ供給する冷媒を第１冷却熱交換器（17）で冷却することができる。ここで、第１利用側熱交換器（54）に供給される冷媒の温度と、庫内熱交換器（64）に供給される冷媒の温度とが概ね等しくなる上記の場合であっても、室内熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度による制限の範囲であれば、冷却熱交換器によって冷媒を低い温度に冷却した方が、庫内熱交換器（64）における冷却能力が大きくなる。しかし、庫内熱交換器（64）における冷却能力を大きくすると、着霜を防止したい室内熱交換器（54）に霜が付着しやすくなるという問題が生じる。これに対して、本実施形態では、第１冷却熱交換器（17）によって庫内熱交換器（64）へ供給される冷媒を冷却することができるので、第２冷却熱交換器（18）でそれほど低い温度にまで冷媒を冷却する必要がない。このため、室内熱交換器（54）における着霜を抑制することができる。

また、本実施形態では、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の連通先を第１インジェクション管（28）から第２インジェクション管（29）へ切り換えるための第２切換手段（34）を設けることで、室内用圧縮機（14b,14c）が低温用の圧縮機として使用される場合には、第１インジェクション管（28）における第１庫外膨張弁（66）の下流の冷媒よりも低い圧力に減圧された冷媒が注入されるようにしている。従って、室内用圧縮機（14b,14c）が低温用の圧縮機として使用される場合には、その室内用圧縮機（14b,14c）に比較的温度が低い冷媒が注入されるので、その室内用圧縮機（14b,14c）の吐出冷媒の温度を効果的に抑制することができる。

−実施形態の変形例−
本実施形態の変形例について説明する。この変形例では、図１５に示すように、第１冷却熱交換器（17）と第２冷却熱交換器（18）に加えて、第３冷却熱交換器（19）が設けられている。

具体的に、第１インジェクション管（28）からは、第３インジェクション管（30）が分岐している。第３インジェクション管（30）は、第１インジェクション管（28）に接続されている方とは逆端が、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）に接続されている。第３インジェクション管（30）には、開度可変の電子膨張弁により構成された第４庫外膨張弁（68）が設けられている。

また、第１インジェクション管（28）から分岐した第３分岐管（47）には、開度可変の電子膨張弁により構成された第５庫外膨張弁（72）が設けられている。第３分岐管（47）では、第５庫外膨張弁（72）に対して並列に、第５電磁弁（SV5）が設けられている。

第２液管（25）では、第１冷却熱交換器（17）が設けられた第１配管（25a）に対して並列に、第３冷却熱交換器（19）が設けられた第２配管（25b）が設けられている。つまり、第２液管（25）では、第１冷却熱交換器（17）に対して並列に第３冷却熱交換器（19）が設けられている。第３冷却熱交換器（19）は、第２配管（25b）と第３インジェクション管（30）に跨るように設けられいる。

第３冷却熱交換器（19）では、第３インジェクション管（30）における第４庫外膨張弁（68）の下流の冷媒と第２配管（25b）を流れる冷媒との間で熱交換が行われる。第３冷却熱交換器（19）では、第４庫外膨張弁（68）によって減圧された中間圧の冷媒によって第２配管（25b）を流れる冷媒が冷却される。

なお、この変形例では、上記実施形態とは異なり、第３圧縮機（14c）が、運転容量が可変のインバータ圧縮機により構成されている。また、レシーバ（16）から延びるガス抜き管（48）が、第１吸入管（57a）に接続されている。

この変形例では、第２圧縮機（14b）の運転中のインジェクション動作の際には、第４庫外膨張弁（68）の開度が、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）のうち中間圧ポート（99）が開口する圧縮室（73）の内圧よりも高い圧力になるように、コントローラ（110）によって制御される。第２圧縮機（14b）が庫内用圧縮機を構成する場合には、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）の内圧は、室内用圧縮機を構成する第３圧縮機（14c）の中間圧の圧縮室（73）の内圧よりも低くなる。従って、第２圧縮機（14b）が庫内用圧縮機を構成する場合には、第１圧縮機（14a）と同様に、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）に比較的温度の低い冷媒が注入されるので、第２圧縮機（14b）の吐出冷媒の温度を効果的に抑制することができる。

また、この変形例では、兼用圧縮機を構成する第２圧縮機（14b）に対して、減圧手段である第４庫外膨張弁（68）を設けている。従って、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入する冷媒の圧力は、他の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）の内圧に拘束されることなく、第２圧縮機（14b）の中間圧の圧縮室（73）の内圧に合わせて、注入する冷媒の圧力が調節される。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態について、第１分岐管（26）に第１冷却熱交換器（17）を設けない構成であってもよい。この場合、室内用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）には、第１インジェクション管（28）を通じて、湿り度が高い中間圧の冷媒が注入される。また、第１分岐管（26）に第２冷却熱交換器（18）を設けない構成であってもよい。この場合、庫内用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）には、第２インジェクション管（29）を通じて、湿り度が高い中間圧の冷媒が注入される。

また、上記実施形態について、圧縮機構（40）が、第１圧縮機（14a）と第２圧縮機（14b）の２台の圧縮機から構成されていてもよい。この場合、第１圧縮機（14a）が庫内専用の圧縮機を構成し、第２圧縮機（14b）が兼用圧縮機を構成する。

また、上記実施形態について、圧縮機（14）が対称渦巻き構造の圧縮機であってもよいし、圧縮機（14）がスクロール圧縮機以外の圧縮機であってもよい。

また、上記実施形態について、第１分岐管（26）が、第２冷却熱交換器（18）とレシーバ（16）の間から分岐していてもよい。この場合、冷房運転時に室内熱交換器（54）に供給される冷媒の温度が上記実施形態に比べて高くなるので、さらに室内熱交換器（54）に霜が付着することを抑制することができる。

また、上記実施形態について、第１液側連絡配管（2a）における室内回路（52）とは逆端が、第２液側連絡配管（2b）に接続されていてもよい。第１分岐管（26）は設けない。この場合、室内ユニット（50）に供給される冷媒の温度と、冷蔵ユニット（60a）及び冷凍ユニット（60b）に供給される冷媒の温度とが等しくなる。

また、上記実施形態について、冷凍装置（1）が、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも高い値に設定される超臨界サイクルを行うように構成されていてもよい。この場合、冷凍サイクルの高圧が冷媒の臨界圧力よりも低い値に設定される通常の冷凍サイクルでは凝縮器となる熱交換器が、ガスクーラとして動作する。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、圧縮機の中間圧の圧縮室に冷媒を注入するインジェクション通路を備える冷凍装置について有用である。

本発明の実施形態に係る冷凍装置の冷媒回路図である。 本発明の実施形態に係る冷凍装置の別の形態の冷媒回路図である。 実施形態の圧縮機の縦断面図である。 実施形態の圧縮機の固定スクロールの横断面図である。 実施形態における冷房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における冷蔵冷凍運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における第１冷却冷房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における冷却冷房運転時のｐ−ｈ線図である。 実施形態における第１冷却暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における第２冷却暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における第３冷却暖房運転時の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における第２冷却冷房運転時に第２圧縮機に対してインジェクション動作を行う場合の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 実施形態における第１冷却冷房運転時に第２圧縮機に対してインジェクション動作を行う場合の冷媒の流れを表す冷媒回路図である。 本発明の実施形態の変形例に係る冷凍装置の冷媒回路図である。

符号の説明

1 冷凍装置
4 冷媒回路
14a 第１圧縮機（低温用圧縮機）
14b 第２圧縮機（高温用圧縮機、低温用圧縮機）
14c 第３圧縮機（高温用圧縮機）
28 第１インジェクション管（第１注入通路）
29 第２インジェクション管（第２注入通路）
40 圧縮機構
54 室内熱交換器
64 庫内熱交換器
66 第１庫外膨張弁（第１減圧手段）
67 第２庫外膨張弁（第２減圧手段）

Claims (8)

1. 圧縮機構（40）、及び利用側熱交換器（54,64）が設けられた冷媒回路（4）を備え、
   上記冷媒回路（4）において上記利用側熱交換器（54,64）が蒸発器として動作する冷却運転を行う冷凍装置であって、
   上記圧縮機構（40）は、少なくとも２台の圧縮機（14）を備える一方、
   上記冷媒回路（4）には、上記２台の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）へ冷媒を注入するためのインジェクション通路（28〜30）が設けられ、
   上記インジェクション通路（28〜30）は、上記２台の圧縮機（14）の一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第１減圧手段（66）が設けられて該一方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第１注入通路（28）と、上記２台の圧縮機（14）の他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒を減圧する第２減圧手段（67）が設けられて該他方の圧縮機（14）の中間圧の圧縮室（73）に連通する第２注入通路（29）とを備えていることを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記冷媒回路（4）には、上記利用側熱交換器（54,64）として、上記第１利用側熱交換器（54）及び上記第２利用側熱交換器（64）が設けられ、
   上記冷却運転では、上記第２利用側熱交換器（64）における冷媒の蒸発温度が上記第１利用側熱交換器（54）における冷媒の蒸発温度よりも低い温度に設定され、
   上記圧縮機構（40）では、上記２台の圧縮機（14）のうち一方の圧縮機（14）が上記第１利用側熱交換器（54）で蒸発した冷媒を吸入する高温用圧縮機（14b,14c）を構成し、他方の圧縮機（14）が上記第２利用側熱交換器（64）で蒸発した冷媒を吸入する低温用圧縮機（14a,14b）を構成すると共に、該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に上記第１注入通路（28）が連通し、該低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に上記第２注入通路（29）が連通する一方、
   上記冷却運転の際に、上記第２減圧手段（67）で減圧された冷媒の方が上記第１減圧手段（66）で減圧された冷媒よりも圧力が低くなるように、該第１減圧手段（66）及び該第２減圧手段（67）を制御する制御手段（110）を備えていることを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項２において、
   上記インジェクション通路（28〜30）では、上記第１減圧手段（66）が上記高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧するように、上記第２減圧手段（67）が上記低温用圧縮機（14a,14b）の中間圧の圧縮室（73）に注入される冷媒のみを減圧するように配置されていることを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項２又は３において、
   上記冷媒回路（4）には、上記冷却運転の際に高圧冷媒を冷却する放熱器として動作する熱源側熱交換器（15）と、該冷却運転の際に該熱源側熱交換器（15）から上記第２利用側熱交換器（64）へ向かう冷媒が流通する第１通路（24,25）とが設けられる一方、
   上記第１通路（24,25）には、上記第２注入通路（29）における上記第２減圧手段（67）の下流の冷媒によって該第１通路（24,25）の冷媒を冷却する第１冷却熱交換器（17）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項４において、
   上記第１通路（24,25）には、上記第１冷却熱交換器（17）に対して直列に、上記第１注入通路（28）における上記第１減圧手段（66）の下流の冷媒によって該第１通路（24,25）の冷媒を冷却する第２冷却熱交換器（18）が設けられていることを特徴とする冷凍装置。
6. 請求項５において、
   上記第１通路（24,25）では、上記第２冷却熱交換器（18）の方が上記第１冷却熱交換器（17）よりも上記熱源側熱交換器（15）側に配置されていることを特徴とする冷凍装置。
7. 請求項４乃至６の何れか１つにおいて、
   上記第１通路（24,25）における上記熱源側熱交換器（15）と上記第１冷却熱交換器（17）との間からは、上記第１利用側熱交換器（54）へ向かう冷媒が流通する第２通路（26）が分岐していることを特徴とする冷凍装置。
8. 請求項２において、
   上記冷媒回路（4）には、上記高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側の連通先を上記第１利用側熱交換器（54）から上記第２利用側熱交換器（64）へ切り換えるための第１切換手段（33）と、該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）の連通先を第１注入通路（28）から第２注入通路（29）へ切り換えるための第２切換手段（34）とが設けられ、
   上記第１切換手段（33）によって上記高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側が上記第１利用側熱交換器（54）に連通する状態に設定されている場合には上記第２切換手段（34）によって該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）が上記第１注入通路（28）に連通する状態に設定され、該第１切換手段（33）によって該高温用圧縮機（14b,14c）の吸入側が上記第２利用側熱交換器（64）に連通する状態に設定されている場合には該第２切換手段（34）によって該高温用圧縮機（14b,14c）の中間圧の圧縮室（73）が上記第２注入通路（29）に連通する状態に設定されることを特徴とする冷凍装置。

Images